Incorporación de aditivos funcionales mediante fluidos supercríticos en materiales poliméricos

Mediante el proyecto IMCO2FUN se pretende utilizar la tecnología de FSC con el objeto de introducir y/o depositar en determinadas matrices poliméricas una serie de principios activos, sustancias biocidas de origen natural. Los resultados serán aplicables, por una parte, en el sector textil con el fin de  incrementar la durabilidad de tejidos y aumentar los usos y, por otra parte,  en el sector agroalimentario para alargar la vida útil de los alimentos de una forma sostenible.

Los sustratos poliméricos objeto de estudio contemplarán la naturaleza sintética y/o natural. Se determinará la aplicabilidad de la impregnación supercrítica para funcionalizar matrices de materiales modelo seleccionadas entre las más habituales en distintas aplicaciones textiles y/o alimentarias. (polietileno, poliestireno, polipropileno, poliamida y/o celulosa). Estas matrices poliméricas podrán presentarse en diferentes formatos: tejido, film o componente plástico. Los principios activos a introducir en los materiales poliméricos anteriormente citados serán sustancias de origen natural que exhiban comportamiento biocida frente a determinados agentes patógenos.

Objetivos

El proyecto IMCO2FUN  tiene como principal objetivo la investigación de procesos de impregnación de materiales de uso frecuente en los ámbitos alimentario y textil con agentes biocidas naturales mediante la implementación de la tecnología de fluidos supercríticos (FSC´s).

Descripción

La impregnación de materiales ha despertado interés para conseguir materiales con prestaciones más avanzadas. En el sector alimentario, esta estrategia puede servir para ayudar al control microbiológico mediante la incorporación de antimicrobianos y con ello, alargar la vida útil de los productos. Análogamente, en el sector textil se puede incrementar la durabilidad de tejidos y aumentar los usos en que el control de la proliferación microbiana sea crítico.

La mayoría de técnicas de impregnación actuales implican el uso de grandes cantidades de agua o disolventes orgánicos tóxicos y perniciosos, con el consiguiente impacto sobre la salud humana y el entorno y los costes asociados para el tratamiento de efluentes. Ante estos procesos, la impregnación con FSC´s se presenta como una alternativa muy interesante.

Las ventajas de los FSC´s estriban en las propiedades físico-químicas que presentan, como una difusividad similar a la de los gases y una alta densidad, cercana a los líquidos. Ambas propiedades varían al modificarse las condiciones de presión y temperatura y por tanto, es posible modular el poder disolvente del fluido supercrítico. Esta circunstancia ha propiciado su utilización en diversos procesos, principalmente de índole extractiva (y especialmente el dióxido de carbono por sus ventajas adicionales frente a otros FSC´s). Por ejemplo, son perfectamente conocidos los procesos de extracción supercrítica de la cafeína del café, lúpulo, manteca de cacao, etc.

Otros procesos no extractivos han sido estudiados en los últimos años, especialmente en relación con la tecnología de partículas y la ciencia de materiales. Por ejemplo, se han desarrollado procesos patentados para la obtención de micropartículas (Jung y Perrut, 2001) o de impregnación de maderas con fungicidas (Iversen S.B., et al., 2003), procesos que se han implementado con éxito a escala industrial. Sin embargo, en otros tipos de aplicaciones y procesos como el caso de la impregnación de materiales poliméricos, los estudios son muy recientes y escasos, hallándose circunscritos a unas matrices y sustancias a impregnar muy concretos.

Resultados

A medida que la ejecución del proyecto progrese satisfactoriamente, se obtendrán los siguientes resultados esperados:

• Procesos de mejora superficial de matrices alimentarias y naturales para su posterior funcionalización mediante impregnación supercrítica para conseguir propiedades biocidas
• Procesos sostenibles de obtención de agentes biocidas naturales mediante tecnologías GRAS
• Proceso de impregnación supercrítica apto para la funcionalización antimicrobiana de materiales alimentarios y/o textiles de forma segura, robusta, ecoeficiente y sostenible
• Análisis del escalado del proceso integrado de impregnación supercrítica definido, incluyendo el análisis del orden de inversiones y costes de operación.
• Soporte tecnológico a empresas de sectores estratégicos y/o con problemas estructurales, principalmente en el contexto de sectores textil o alimentarios, mediante la divulgación y/o transferencia de los resultados del proyecto.
• Refuerzo de los lazos de colaboración establecidos entre las dos entidades participantes en el proyecto (AINIA y AITEX), potenciando las sinergias detectadas como consecuencia de la complementariedad en las soluciones actuales para problemas similares en sectores diferentes.
• Apalancamiento tecnológico y estratégico de las capacidades de ambos centros respecto a sus competidores directos en el ámbito nacional e internacional.

El proyecto titulado “IMCO2FUN: Incorporación de aditivos funcionales mediante impregnación con CO₂  supercrítico en materiales textiles y de uso alimentario” está cofinanciado por el Programa de Proyectos en Colaboración de IMPIVA y por el Fondo  Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).

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